Три девятки СБ из 33-го СБАП 23 июня наносили удар по моторизованным колоннам вермахта в треугольнике Любачув, Ярославль, Яворов. Они сбросили на танки, артиллерийские орудия и грузовики с пехотой около полутора сотен 100-кг бомб и потеряли два самолета, сбитых зенитным огнем. Экипаж лейтенанта Калина врезался на горящем бомбардировщике в самую гущу вражеской техники, а второй СБ сумел дотянуть до своей территории и совершил вынужденную посадку в поле. 24 июня полк бомбил немецкие войска в районе Броды, и при выполнении этого задания совершил огненный таран ст. лейтенант Г. Храпай, направивший свой подбитый самолет прямо в центр моста, на котором скопилось много немецких машин.
В целом действия советских бомбардировщиков на Юго-Западном направлении в первые дни войны носили весьма хаотичный характер. Плохо была организована воздушная разведка, а из-за отсутствия должной координации бомбовые удары наносились на широком фронте. Кроме того, многие бомбардировочные части все еще оставались в резерве и в боях не участвовали. Из-за вражеских диверсантов и постоянных бомбардировок командных пунктов связь между штабом ВВС и авиасоединениями стала вообще отвратительной, и поэтому пришлось использовать для передачи приказов связные самолеты.
Невысокой была активность истребителей, продолжавших нести тяжелые потери, главным образом на земле. В Луцке прекратил существование 46-й ИАП, от которого после очередного налета осталось всего одно дежурное звено «чаек». С аэродрома Судилков 23 июня в район Ковеля перебазировался 91-й ИАП. Для прикрытия с воздуха контрнаступления советских войск Птухин в соответствии с приказом Кирпоноса стягивал истребительную авиацию ближе к фронту. В результате на небольшом аэродроме скопились самолеты трех истребительных полков, и это не ускользнуло от внимания немецкой разведки. Не успели летчики и техники 91-го ИАП расположиться на новом месте, как вечером над этим аэродромом появились немецкие бомбардировщики.
После бомбардировки и обстрела с воздуха большая часть советской авиатехники превратилась в обломки, и «безлошадным» пилотам 91-го ИАП пришлось добираться обратно в Шепетовку на попутных машинах. В 17-м ИАП осталось около 30 исправных самолетов, из которых более половины немцы уничтожили на земле утром 24 июня. 12 Bf 109 проштурмовали аэродром по всем правилам военного искусства: шестерки немецких истребителей образовали в небе два круга и расстреливали авиатехнику, как на полигоне. В итоге следом за «безлошадниками» 91-го ИАП отправились и пилоты 17-го ИАП, только несколько дальше — в район Житомира. Туда уже перебазировались оставшиеся самолеты с различных авиаполков.
В воздушных боях некоторых успехов добились летчики 12-го ИАП, записавшие на свой счет в течение двух дней 8 сбитых Ju 88. Авиаполки 16-й САД в период с 22 по 24 июня уничтожили 22 немецких самолета, в том числе 16 бомбардировщиков и 6 истребителей. Среди летчиков отличился лейтенант А.М. Мурашко из 28-го ИАП. Первую воздушную победу он одержал уже 22 июня, а на следующий день уничтожил второй вражеский самолет, однако был сбит сам, сильно обгорел, но от больничной койки отказался. Вскоре его снова ранили, и опять он отказался ложиться в госпиталь.
Между тем 24 июня советскому командованию стало ясно, что контрнаступление в районе Радехова не принесло ожидаемого успеха. Из-за несвоевременного выхода войск 15-го мехкорпуса к месту боев удары наносились поочередно и в разных местах полосы фронта протяженностью около 70 км. Кроме того, действия танков изрядно осложнили лесисто-болотная местность, отсутствие артиллерийской поддержки и слабое прикрытие с воздуха. Нанести поражение противнику не удалось, однако темпы его продвижения замедлились, и он вынужден был перебрасывать значительные силы на фланги. Тем не менее танковая группа Клейста к вечеру 24 июня углубилась в советскую территорию на 100 км. Южнее немцы прорвались в стык между Рава-Русским и Перемышльским укрепрайонами и потеснили части 6-й армии.
24 июня был вновь снят с должности уже с более суровой формулировкой генерал Е.С. Птухин. На этот раз его объявили виновником всех неудач ВВС фронта и вскоре арестовали. Он погиб в заключении в феврале 1942 года.
Сосредоточить все механизированные корпуса Юго-Западного фронта в районах Луцк, Ровно, Броды удалось только 25 июня, и в течение следующих дней в этом треугольнике разгорелось одно из самых крупных танковых сражений за всю историю Великой Отечественной войны. С обеих сторон в нем приняло участие около 3000 танков.
Для поддержки ударов мехкорпусов по распоряжению Кирпоноса наконец полностью привлекли к боевым действиям 19-ю бомбардировочную дивизию. Она размещалась на аэродромном узле Белая Церковь и в первые дни войны понесла сравнительно небольшие потери. Кроме того, Юго-Западному фронту был передан из резерва 4-й дальнебомбардировочный авиакорпус (около 300 самолетов ДБ-3 и ДБ-ЗФ), которым командовал полковник В.А. Судец.
Бомбардировщики 94-го и 52-го СБАП, поддерживая наступление 8-го и 15-го мехкорпусов с юга на Сокаль, 25-го июня летали парами на разведку и потом группами производили налеты на вражеские колонны, двигавшиеся по дорогам от Владимира-Волынского до Луцка. Бомбили обычно с высоты 400–800 м, а затем обстреливали противника из пулеметов. 26 июня вступили в бой 9-й и 19-й мехкорпуса, наступавшие с севера, и около 60 самолетов 62-й БАД атаковали немецкие танки на их пути. В тот же день три девятки СБ из 94-го СБАП нанесли удар по переправе через реку Буг у Крыстынополя, где скопилось много вражеской техники. Боевые вылеты советских бомбардировщиков редко обходились без потерь по причине сильного зенитного огня противника и слабого прикрытия истребителями. В 19-й бомбардировочной дивизии, кроме того, проблему представляла высокая аварийность, так как один из ее полков (136-й ББАП) был вооружен новыми, плохо освоенными личным составом скоростными самолетами Як-2 и Як-4. В целях безопасности пришлось существенно ограничить бомбовую нагрузку этих машин, что свело к минимуму их боевую ценность. Полки 4-го ДБАК в течение 26 июня выполнили около 170 самолето-вылетов на бомбардировку целей в районах Рава-Русская, Луцк и Сокаль. С бомбами на штурмовку немецких колонн вылетали также самолеты И-153 и И-16 из состава ВВС 5-й и 6-й армий, а в 28-м ИАП по инициативе ст. лейтенанта Доброхотова бомбовыми подвесками оборудовали даже новые истребители МиГ-3. 26 июня МиГ-3 из 28-го ИАП несколько раз штурмовали моторизованные колонны на шоссе Крыстынополь — Радехов, и в одном из вылетов Доброхотов получил тяжелое ранение осколком снаряда в голову. Однако он продолжил штурмовку, сбросил бомбы, выполнил еще два захода со стрельбой из пулеметов, потом сумел долететь до своего аэродрома и потерял сознание уже после посадки. Из МиГ-3 его вынесли на руках. Согласно докладам летчиков 28-го ИАП в этом вылете они уничтожили 10 танков, несколько автомобилей и десятки солдат и офицеров.
Экипажи люфтваффе в конце июня выполняли самые разнообразные задачи. Они с завидной постоянностью продолжали налеты на советские аэродромы, все время докладывая о новых успехах, вели разведку, бомбили передовые укрепления и скопления советских войск, города и железнодорожные узлы. 25 июня около 40 немецких самолетов нанесли бомбовые удары по промышленным объектам Киева и близлежащим аэродромам. Ценою трех потерянных Ju 88 немцам удалось повредить несколько крупных киевских заводов. В воздушных боях они сбили два И-16, еще пять советских самолетов сожгли на земле и 25 повредили.
Оборону Киева в июне 1941 года обеспечивали 36-я ИАД в составе четырех полков И-153 и И-16, а также 3-я и, позднее, 4-я дивизии ПВО, включавшие в себя зенитно-артиллерийские полки, полки ВНОС, прожекторные полки и подразделения аэростатов заграждения. 3-я дивизия защищала Киев, Фастовский железнодорожный узел, мосты через Днепр в Киеве, Черкассах, Каневе и Янове. Ей придавались два полка 36-й ИАД. 4-я дивизия ПВО прикрывала вначале Львов и подступы к нему, а затем, после отступления, вошла в состав Киевского района ПВО. Всего в Киевском районе ПВО имелось около 300 зенитных орудий, свыше 100 зенитных пулеметов и 81 аэростат заграждения.
Хорошо налаженное ведение воздушной разведки позволило немецкому командованию быть в курсе меняющейся обстановки на фронте. Все значительные передвижения советских мехкорпусов немедленно вскрывались, что давало возможность немцам эффективно маневрировать своими наземными силами. В условиях господства люфтваффе в воздухе советские танковые соединения подвергались регулярным воздушным налетам, и особенно пострадал от бомбардировок 15-й мехкорпус. Вечером 26 июня «юнкерсы» разбомбили и его штаб, в результате чего был тяжело ранен командир мехкорпуса генерал И.И. Карпезо.
Хотя механизированные корпуса немного потеснили противника в районах реки Стырь и Дубно, однако их потери оказались чересчур велики. Танки вступали в бой после марша длиной 200–400 км, и многие из них вышли из строя из-за технических неполадок. Контрудары по-прежнему наносились неорганизованно и по частям, а немцы сосредоточили на передовых рубежах значительное количество противотанковой артиллерии. К вечеру 26 июня изрядно поредевшие соединения мехкорпусов уже нуждались в отводе из районов боев и перегруппировке, но Ставка требовала продолжать контрнаступление.
